6.1 碳单质的多样性—九年级化学人教版（2024）上册课时优化训练
1.石墨可作干电池的电极，是利用其( )
A.质地软 B.有滑腻感 C.呈灰黑色 D.导电性
2.下列可直接用于制造玻璃刀的是( )
A. B.活性炭 C.石墨 D.金刚石
3.下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是( )
A.都是碳的单质 B.都由碳元素组成
C.物理性质相同 D.碳原子排列方式不同
4.高温下碳和氧化铜可发生反应：，在该反应中碳表现出( )
A.吸附性 B.稳定性 C.助燃性 D.还原性
5.金刚石和石墨都是碳单质，下列涉及化学变化的是( )
A.金刚石打磨成钻石 B.金刚石切割玻璃
C.石墨制成电极材料 D.石墨合成金刚石
6.部分碳单质的结构示意图如下,下列说法不正确的是( )
A.表示金刚石的是甲 B.三种物质都是由原子构成
C.铅笔芯中含有的物质是丙 D.三种物质常温下化学性质都很稳定
7.碳单质除了金刚石、石墨、外，科学家们还合成了、、等，由此做出如下推测：①同一元素可以形成多种单质；②单质可能存在复杂的分子结构；③单质的研究具有广阔的前景，其中正确的是( )
A.① B.①③ C.②③ D.①②③
8.如图是木炭与氧化铜反应实验装置图，下列说法错误的是( )
A.该实验需要较高温度
B.木炭发生了还原反应
C.实验前应把木炭粉充分烘干
D.该实验中的木炭粉可以换成活性炭
9.石墨炔与石墨烯类似，是一种新型片层状单质碳材料，下列说法不正确的是( )
A.石墨炔在常温下化学性质较稳定
B.石墨炔与金刚石物理性质差异的原因是原子结构不同
C.石墨炔在空气中燃烧可能会生成空气污染物
D.石墨炔在催化、信息、材料等领域有广泛应用前景
10.如图所示是一个简易的净水器,从上面缓缓地注入滴有红墨水的水,净水器的下端流出的水变为无色,则下列说法中正确的是( )
A.木炭能与红墨水反应,使之褪色
B.该变化属于化学变化
C.木炭疏松多孔,可吸附红墨水分子
D.该实验原理与过滤完全相同
11.金刚石、石墨、都是由碳元素形成的单质。
（1）由于碳原子的排列方式不同，导致它们的_______（选填“物理”或“化学”）性质存在着明显差异。
（2）石墨具有优良的________，常用作干电池的电极。
（3）活性炭因为具有________的结构，所以可用来吸附水中的色素和异味。
12.碳元素可以组成不同的单质和化合物。
（1）如图是几种常见的碳单质的结构。石墨在一定条件下生成金刚石属于_____（填“物理”或“化学”）变化，保持化学性质的最小粒子是_________。
（2）我们知道物质的结构决定其性质，性质决定其用途。请利用该理论回答下列问题：
①净水过程中常用活性炭吸附水中的色素和异味，是由于活性炭具有_________的结构。
②金刚石与石墨的物理性质存在很大的差异，其原因是_________。
③CO和化学性质存在很大的差异，原因是________。
13.请从下列选项中选择适当的物质填空(填字母)。
A.活性炭 B. C.石墨 D.金刚石
(1)可用于制铅笔芯的是_________________。
(2)可用来吸附异味的是_________________。
(3)可用于超导材料的是_________________。
(4)可用于制作钻头的是_________________。
14.兴趣小组的同学在进行炭粉和氧化铜反应的实验时，发现实验中可能会产生有毒的一氧化碳且易发生爆炸，实验结束后若未及时撤出导管，澄清石灰水会倒吸，于是改进实验装置如下：
（1）接通电源前，打开旋塞，通入一段时间氮气的目的是______________。
（2）关闭旋塞，接通电源，陶瓷加热棒温度可升高至700 ℃以上，该过程将电能转化为______________。
（3）反应一段时间后，关闭电源，待冷却后打开旋塞，往U形玻璃管中滴入少量澄清石灰水，观察到的现象是 。
（4）判断炭粉与氧化铜是否恰好完全反应，最简单的方法是 。
15.用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示。请回答：
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 。
(3)继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质，化学方程式分别为： 、 。
(4)停止加热时，应先将导管从试管②中撒出，再熄灭酒精灯。这样操作的原因是
。
答案以及解析
1.答案：D
解析：石墨可作干电池的电极，利用了石墨的导电性，故选D。
2.答案：D
解析：金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可直接用于制造玻璃刀。
3.答案：C
解析：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质：金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，但两者碳原子的排列方式不同，故物理性质不同。
4.答案：D
解析：高温下碳和氧化铜可发生反应：，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，具有还原性，作还原剂。故选D。
5.答案：D
解析：A、金刚石打磨成钻石，只是形状的改变，无新物质生成，属于物理变化，故错误；
B、金刚石切割玻璃，只是形状的改变，无新物质生成，属于物理变化，故错误；
C、石墨制成电极材料，无新物质生成，属于物理变化，故错误；
D、石墨和金刚石是两种不同的物质，石墨合成金刚石，有新物质生成，属于化学变化，故正确。
故选：D。
6.答案：B
解析：A、金刚石是正八面体结构，甲可表示金刚石，故A说法正确；
B、金刚石是正八面体结构，甲可表示金刚石，石墨是平面结构，丙可表示石墨，的结构是足球状，乙可以表示，金刚石和石墨是由原子构成的，是由分子构成的，故B说法错误：
C、石墨是平面结构，丙可表示石墨，石墨质软，呈深灰色，可用于铅笔芯中，即铅笔芯中含有的物质是丙，故C说法正确；
D、金刚石、石墨、都是由碳元素组成的单质，三种物质常温下化学性质都很稳定，故D说法正确。
故选：B。
7.答案：D
解析：①从元素组成和单质的概念分析，、都是O元素组成的不同单质，、都是C元素组成的不同单质，所以正确；
②根据分子的概念，可知这些单质都是有不同结构的物质，对组成复杂的如肯定是复杂的分子，所以正确；
③单质的研究具有广阔的前景.正确；
故选D。
8.答案：B
解析：A、木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该实验需要较高温度，故选项说法正确；
B、木炭具有还原性，夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，故选项说法错误；
C、实验前应把木炭粉充分烘干，故选项说法正确；
D、活性炭、木炭的主要成分均是碳，该实验中的木炭粉可以换成活性炭，故选项说法正确。
故选B。
9.答案：B
解析：A、常温下单质碳化学性质稳定，常温下石墨炔化学性质也比较稳定，故选项说法正确。
B、石墨炔与金刚石物理性质差异的原因是碳原子排列方式不同，不是原子结构不同，故选项说法错误。
C、单质碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳是空气污染物，则石墨炔在空气中燃烧可能会生成空气污染物，故选项说法正确。
D、石墨炔作为一种新型的材料，近年来了广泛的关注和研究，目前石墨炔在储能、催化、电化学、医药和吸附等领域已经展现出广泛的应用，故选项说法正确。
故选：B。
10.答案：C
解析：木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性,能吸附水中的颜色，因此流出的水变为无色，但木炭与有色物质并没有发生化学反应。过滤利用的是水中较大的固体颗粒不能透过滤纸，水和可溶性的物质能透过滤纸的原理，因此两者原理不相同。
11.（1）答案：物理
解析：碳原子的排列方式不同，导致碳单质的物理性质存在着明显差异。
（2）答案：导电性
解析：石墨常用作干电池的电极，是因为石墨具有优良的导电性。
（3）答案：疏松多孔
解析：活性炭因结构疏松多孔，具有吸附性，用来吸附水中的色素和异味。
12.答案：（1）化学；分子
（2）①疏松多孔②碳原子排列方式不同③分子构成不同
13.答案：(1)C(2)A(3)B(4)D
14.答案：（1）排尽装置中的空气
（2）热能
（3）澄清石灰水变浑浊
（4）观察反应后固体的颜色，若固体为红色，说明二者恰好完全反应，若固体中有黑色物质，说明炭粉或氧化铜有剩余
解析：（1）装置内含有空气，通入一段时间氮气的目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。
（3）待冷却后打开旋塞，滴入澄清石灰水，反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
（4）氧化铜和炭粉都是黑色粉末，如果反应后固体为红色且没有黑色粉末，说明炭粉与氧化铜恰好完全反应。
15.答案：(1)使火焰集中、提高温度
(2)刚开始预热，试管中产生气泡是试管内的空气受热逸出
(3)；
(4)防止液体倒吸，使试管炸裂
解析：（1）木炭做还原剂需要高温，因此酒精灯加灯罩的目的是集中火焰，提高温度，故填：集中火焰，提高温度；
（2）由于试管内有空气，刚开始预热，试管内的空气受热膨胀，逸出来的是空气，空气中的二氧化碳较少，故石灰水不变浑浊，故填：刚开始预热，试管中产生气泡是试管内的空气受热逸出；
（3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，是因为反应生成的二氧化碳气体与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，黑色粉末中出现红色物质，是因为碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式分别为；，故填：；；
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的目的是防止石灰水倒吸入热的试管引起试管炸裂，故填：防止液体倒吸，使试管炸裂。
